Astronomer har upptäckt röntgenstrålar från Uranus för första gången, med hjälp av NASA:s Chandra X-ray Observatory. Detta resultat kan hjälpa forskare att lära sig mer om denna gåtfulla isgigantiska planet i vårt solsystem.

Uranus är den sjunde planeten från solen och har två uppsättningar ringar runt sin ekvator. Planeten, som har fyra gånger jordens diameter, roterar på sidan, gör det annorlunda från alla andra planeter i solsystemet. Eftersom Voyager 2 var den enda rymdfarkost som någonsin flög av Uranus, astronomer förlitar sig för närvarande på teleskop mycket närmare jorden, som Chandra och rymdteleskopet Hubble, att lära sig om denna avlägsna och kalla planet som nästan helt består av väte och helium.

I den nya studien, forskare använde Chandra-observationer från Uranus 2002 och sedan igen 2017. De såg en tydlig upptäckt av röntgenstrålar från den första observationen, analyserade nyligen, och en möjlig uppblossning av röntgenstrålar i de som erhölls femton år senare. Huvudgrafiken visar en Chandra-röntgenbild av Uranus från 2002 (i rosa) överlagd på en optisk bild från Keck-I-teleskopet som erhölls i en separat studie 2004. Den senare visar planeten i ungefär samma orientering som den var. under 2002 års Chandra-observationer.

Vad kan få Uranus att avge röntgenstrålar? Svaret:främst solen. Astronomer har observerat att både Jupiter och Saturnus sprider röntgenljus från solen, liknande hur jordens atmosfär sprider solens ljus. Medan författarna till den nya Uranus-studien initialt förväntade sig att de flesta av de upptäckta röntgenstrålarna också skulle komma från spridning, det finns lockande antydningar om att åtminstone en annan källa till röntgenstrålar finns närvarande. Om ytterligare observationer bekräftar detta, det kan få spännande konsekvenser för förståelsen av Uranus.

En möjlighet är att Uranus ringar producerar röntgenstrålar själva, vilket är fallet för Saturnus ringar. Uranus omges av laddade partiklar som elektroner och protoner i sin närliggande rymdmiljö. Om dessa energirika partiklar kolliderar med ringarna, de kan få ringarna att lysa i röntgenstrålar. En annan möjlighet är att åtminstone en del av röntgenstrålarna kommer från norrsken på Uranus, ett fenomen som tidigare har observerats på denna planet vid andra våglängder.

På jorden, vi kan se färgglada ljusshower på himlen som kallas norrsken, som händer när högenergipartiklar interagerar med atmosfären. Röntgenstrålar sänds ut i jordens norrsken, produceras av energiska elektroner efter att de färdats nedför planetens magnetfältslinjer till dess poler och bromsas av atmosfären. Jupiter har norrsken, för. Röntgenstrålningen från norrsken på Jupiter kommer från två källor:elektroner som rör sig längs magnetfältslinjer, som på jorden, och positivt laddade atomer och molekyler som regnar ner vid Jupiters polarområden. Dock, forskare är mindre säkra på vad som orsakar norrsken på Uranus. Chandras observationer kan hjälpa till att reda ut detta mysterium.

Uranus är ett särskilt intressant mål för röntgenobservationer på grund av den ovanliga orienteringen av dess spinnaxel och dess magnetfält. Medan rotations- och magnetfältsaxlarna för de andra planeterna i solsystemet är nästan vinkelräta mot planet för deras omloppsbana, Uranus rotationsaxel är nästan parallell med dess bana runt solen. Vidare, medan Uranus lutar på sidan, dess magnetfält lutar olika mycket, och förskjuten från planetens centrum. Detta kan göra att dess norrsken är ovanligt komplexa och varierande. Att fastställa källorna till röntgenstrålning från Uranus kan hjälpa astronomer att bättre förstå hur mer exotiska objekt i rymden, som växande svarta hål och neutronstjärnor, avger röntgenstrålar.